Кристаллы в природе
7.7 Оптические свойства.
В 1669 году ученый Э.Бартолин сообщил о своих опытах с необычными прозрачными кристаллами, привозимыми моряками из Исландии. Он обнаружил, что луч света при прохождении сквозь кристалл расщепляется на два луча. Так было обнаружено явление двойного лучепреломления. Через 20 лет Х. Гюйгенс исследовал свойства исландского шпата и дал объяснение этого явления на основе волновой теории света. Он вёл понятие оптической оси кристалла, превращение вокруг которой отсутствует анизотропия. Дальнейшие исследования Гюйгенса подвели к открытию явления поляризации света. Французские физики Э.Маллюса-Брюсса в 1808 году, опираясь на корпускулярную теорию света Ньютона ввели понятия – поляризованный свет. Для исследования электромагнитной волны с определённой волной используют поляризатор. В их роли выступает тот же кристалл исландского шпата или турмалина. https://интерстрой.рф новостройки симферополь новострои симферополя.
Для исследования строения кристаллов используют явления дифракции рентгеновских лучей и нейтронов. Длина волны рентгеновского излучения соизмерима с межатомными. Если на кристалл направить рентгеновские лучи, то возникнет дифракционная картина, которую в 1912 году наблюдал Лауэ.
VIII. ЭСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Проведём эксперимент по выращиванию кристаллов из пересыщенного раствора путём охлаждения зимой.
Приготовим насыщенный раствор, и в домашних условиях будем выращивать кристалл из каменной соли:
1. Нагреем воду до кипения и выльем 1 литр воды в ёмкость и растворим 2 кг соли.
2. Отфильтруем раствор.
3. Остудим раствор до комнатной температуры(15°С), где после остывания будет находиться 100 г избыточного количества соли.
4. Из соли выберем самый большой и прозрачный кристалл, прикрепим к искусственной ёлке.
5. Опустим эту ёлочку в наш раствор. И исследуем.
Рассмотрим такую таблицу:
|
дни |
Температура °С |
Кол-во воды в л. |
наблюдения |
|
1 день |
15 |
0,9 |
Появились кристаллики на верхушке елки. |
|
2 день |
15 |
0,8 |
Кристаллики появляются ещё в некоторых местах. |
|
3 день |
10 |
0,8 |
Кристаллизация прекратилась. |
|
4 день |
10 |
0,75 |
кристаллизация не наблюдалась |
|
5 день |
10 |
0,7 |
Кристаллизация началась с верхушки. |
|
6 день |
15 |
0,6 |
Интенсивно началась кристаллизация. |
|
7 день |
15 |
0,65 |
Кристаллизация началась сверху вниз. |
|
8 день |
20 |
0,55 |
Начался кристаллизоваться низ елки. |
|
9 день |
20 |
0,45 |
Отчетливо видны кристаллики. |
|
10 день |
20 |
0,3 |
Вся елка была в кристаллах. |
|
11 день |
20 |
0,2 |
Кристаллики стали увеличиваться. |
|
12 день |
15 |
0,2 |
Кристаллизация прекратилась. |
|
13 день |
15 |
0,15 |
Кристаллики начали увеличиваться, но незначительно. |
|
14 день |
15 |
0,1 |
Кристаллизация почти прекратилась. |
|
15 день |
15 |
- |
Кристаллизация прекратилась. |
Теперь проведём такой же опыт летом с медным купоросом. 200мл воды добавим 350г медного купороса. При температуре 25°С кристалл вырос за сутки.
Можем сделать вывод, что растворимость любах веществ зависит от температуры. Растворимость с повышением температуры увеличивается, а с понижением – уменьшается.
Но так как эти опыты проводились в лабораторных условиях, то кристаллики были с дефектами. Для создания более совершенных кристаллов, необходимо обеспечить другие условия, такие как: повышенную температуру, определённую влажность и давление.
КРИСТАЛЛЫ В ЖИЗНИ
Оптика. Опираясь на законы оптики, ученые искали прозрачный бесцветный и бездефектный минерал, из которого можно было бы шлифованием и полированием изготавливать линзы. Нужными оптическими и механическими свойствами обладают кристаллы неокрашенного кварца, и первые линзы, в том числе и для очков, изготавливались из них. Даже после появления искусственного оптического стекла потребность в кристаллах полностью не отпала; кристаллы кварца, кальцита и других прозрачных веществ, пропускающих ультрафиолетовое и инфракрасное излучение, до сих пор применяются для изготовления призм и линз оптических приборов.
Перейти на страницу: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29